Способ обработки изделий из аустенитных сталей Советский патент 1976 года по МПК C21D6/00 C21D8/00 

1

Изобретение относится к способам обработки, в частности механикотермической, материалов и может быть применено в металлообрабатывающей промышленности для повышения усталостной прочности изделий из аустеБИТНЫХ сталей.

Хотя аустенитные стали находят широкое применение в различных отраслях промышленности, их существенным недостатком являются относительно низкие пределы усталостной прочности.

Известен способ обработки изделий, заключающийся в унругом однонаправленном одноразовом нагружении, на пример, ударной волной в упругой области при температурах относительной фазовой неустойчивости.

Однако однонаправленное нагружение в упругой области не влияет существенно на прочностные характеристики аустенитных сталей. Только после больших деформаций наблюдается упрочнение аустенита.

Цель изобретения - повышение усталостной и статической прочности аустенитных сталей.

Для этого изделия подвергают циклическо,wy знакопеременному нагружению. Приложение знакопеременной нагрузки в упругой области приводит к неравномерному распределению напряжений по сечению образца. Максимальные напряжения концентрируются на

поверхности. Благодаря более раннему началу работы поверхностных источников дислокаций в отдельных локальных местах поверхностного слоя флуктуации энергии в определенных направлениях оказываются достаточными для смещения атомов и перестройки решетки. Образовавшийся мартенситный кристалл создает поле напряжений в соседнем зерне, эквивалентное нолю напряжений от плоского нагромождения дислокаций. Концентрация напряжений от такого нагромождения и приложение внешней нагрузки приводит к образованию новых кристаллов мартенсита в соседнем зерне.

Сдвиговый характер мартенситного превращения обуславливает релаксацию напряжений, а образование мартенситных кристаллов в аустените - сильное локальное упрочнение, предотвращающее треждевремеиное образование трещин и разрушение материала.

Способ обработки изделий испытан на образцах аустенитной стали Х18Н10Т. В исходное состоянии после при 1100°С в воду структура образцов почти полностью состоит из у-фазы. Образцы подвергнуты знакопеременному изгибающему нагружению в макроупругой области деформаций при 77°Д и частоте 50 гц.

Пролтолжительность упругого нагружения 1-3 мин, что составляет 3-9 тысяч циклов

нагружения. После нагружения образцы отогреты до комнатной температуры и испытаны на усталостную прочность.

Упругое знакопеременное нагружение образцов стали Х18Н10Т, сопровождающееся интенсивным мартенситным превращением, приводит к повышению шредела усталости исследуемой стали В два раза и на 45% предела текучести и прочности по сравнению с исходными образцами. Если у образцов после закалки предел усталости a-i 25/28 кг/мм то проведение обработки по описанному способу повышает до 55-58 «г/мм.

Технология обработки по описываемому способу может быть лелко осуществлена для многих изделий и деталей, которые можно подвергать «ручению или изгибу.

Предмет изобретения

Способ обработки изделий из аустенитных сталей, включающий иагружение в уп-ругой области при температурах относительно фазовой неустойчивости, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной и статической прочности, изделия подвергают циклическому знакопеременному нагружению.